（工商管理专业论文）河南省低温拜耳法氧化铝生产工艺应用研究.pdf

原创性声明 j i i f f li l l i f i f l l l l ll i f t i ir i l l y 19 2 9 5 9 0 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文憾首啤收嗍训侔多月即 学位论文使用授权声明 本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。 根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州 大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学 位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑 州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。 中章吼啉驯年夕日 摘要 摘要 河南省内和我国大部分铝土矿为难于溶出的一水硬铝石矿，采用的生产工艺 为烧结法和普通拜耳法。烧结法氧化铝生产工艺成本高，能耗高，正逐渐被市 场所淘汰。普通拜耳法生产工艺目前在河南省占据主导地位，占总产量的8 0 以上。但是随着河南省铝工业的快速发展，作为铝工业发展的基础铝土矿 的资源问题逐渐凸显。经过近半个世纪的掠夺式开采，河南省铝土矿即将面临 着无矿可采的尴尬境地。目前河南省铝土矿仅能维持河南省氧化铝行业六至八 年的生产需要，氧化铝企业的可持续发展问题成了摆在企业面前的一道难题。 本文以成本分析和效益分析为理论基础，借鉴国内外氧化铝生产的成功实 践，对河南省低温拜耳法氧化铝生产工艺的应用进行了系统地研究。首先，在 分析世界铝土矿以及我国铝土矿矿资源的区域分布、赋存量、成份和品质状况 的基础上，分析了国内低温拜耳法生产工艺的应用。然后通过分析河南省内铝 土矿资源和氧化铝生产情况，对河南省内三种生产工艺进行比较分析。通过对 河南省三种氧化铝生产工艺烧结法、普通拜耳法和低温拜耳法进行了对比分析。 进而，利用进口三水铝石成本分析、生产能耗分析、生产成本敏感性分析，提 供了低温拜耳法生产工艺的成本研究。通过烧结法、普通拜耳法和低温拜耳法 效益的对比分析，指出了低温拜耳法在河南省的应用前景以及相应的实施策略。 本文的研究特色与创新之处主要表现在：通过国内外和河南省低温拜耳 法的应用现状，对河南省三种氧化铝生产工艺烧结法、普通拜耳法和低温拜耳 法进行了对比分析；利用敏感分析法和对比分析等方法，提供了低温拜耳法 生产工艺的成本分析及效益分析；指出了河南省低温拜耳法的应用前景以及 实施策略。 本文的研究为河南省氧化铝企业提供了一套低温拜耳法氧化铝生产工艺的 成本效益分析及应用策略。该策略不仅有利于氧化铝企业降低制造成本，增加 效益，有利于减少省内铝土矿的开采，保护环境。而且为河南省氧化铝企业的 可持续发展提供了途径。 关键词：铝土矿；三水铝石；烧结法；普通拜耳法；低温拜耳法 a b s t r a c t i nc h i n a , s i n t e r i n gm e t h o da n db a y e rp r o c e s sa r eu s e dw i d e s p r e a d t h ec o s to f s i n t e r i n gm e t h o di s t o oh i g h ，a n di sg o i n gt ob ee l i m i n a t e di nt h em a r k e t b a y e r p r o c e s si si nt h ed o m i n a t ep o s i t i o ni nh e n a np r o v i n c e b u tw i t ht h ed e v e l o p m e n to f a l u m i n u mi n d u s t r y ，b a u x i t ei sl e s sa n dl e s s a f t e rp r e d a t o r ye x p l o i t a t i o nf o rh a l f c e n t u r y ，b a u x i t ei sv e r yl i t t l e n o wt h ee x i s t i n gb a u x i t ec a no n l yb eu s e df o ra b o u t6 - 8 y e a r si nh e n a np r o v i n c e ， t h i sp a p e ri sb a s e do nc o s ta n a l y s i sa n db e n e f i ta n a l y s i s ，t a k i n gr e f e r e n c eo f a l u m i n ap r o d u c i n gh o m ea n da b r o a d ，t oa n a l y z et h el o w - t e m p e r a t u r eb a y e rp r o c e s s i nh e n a np r o v i n c e f i r s t l y ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h ea r e ad i s t r i b u t i o n ，d e p o s i tq u a n t i t y ， e l e m e n t ，c h a r a c t e ro ft h eb a u x i t e ，t h e na n a l y z e sb a u x i t ei nc h i n aa n dh e n a np r o v i n c e s e c o n d l ya n a l y z e st h ea p p l i c a t i o no ft h r e ed i f f e r e n ta l u m i n ap r o c e s s e s ，a n ds u p p l i e s l o w t e m p e r a t u r eb a y e rp r o c e s st h r o u g hi m p o r t i n gg i b b s i t ec o s ta n a l y s i s ，p r o d u c i n g e n e r g yc o n s u m p t i o na n a l y s i s ，a n dc o s ts e n s i b i l i t ya n a l y s i s l a s t l yi tp o i n t so u tt h e f o r e g r o u n do fb a y e rp r o c e s s a n dt h ee x i s t i n gp r o b l e m s ，c o n c l u d i n gt h e r e l a t e d c o u n t e r m e a s u r e s t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n di n n o v a t i o n so ft h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ：1m a k i n ga c o n t r a s t i v ea n a l y s i so ft h r e ea l u m i n ap r o d u c i n gp r o c e s s e s ：s i n t e r i n gp r o c e s s ，b a y e r p r o c e s s ，l o w - t e m p e r a t u r eb a y e rp r o c e s s ；2s u p p l y i n g c o s ta n a l y s i sa n db e n e f i t a n a l y s i s o fl o w t e m p e r a t u r e b a y e rp r o c e s st h r o u g hs e n s i b i l i t ya n a l y s i s a n d c o n t r a s t i v ea n a l y s i s ；3p o i n t i n go u tt h ef o r e g r o u n do fb a y e rp r o c e s sa n dt h ee x i s t i n g p r o b l e m si nh e n a np r o v i n c e ，c o n c l u d i n gt h er e l a t e dc o u n t e r m e a s u r e s t h i s p a p e rs u p p l i e s c o s t a n a l y s i s a n dr e l a t e dc o u n t e r m e a s u r e so f l o w t e m p e r a t u r eb a y e rp r o c e s s i ti sn o to n l yg o o df o rd e c r e a s i n gm a n u f a c t u r ec o s t a n di n c r e a s i n gb e n e f i t s ，b u ta l s oi sg o o df o rd e c r e a s i n gb a u x i t ee x p l o i t a t i o na n df o r p r o t e c t i n ge n v i r o n m e n t a tl a s t ，i t i sg o o df o rs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fa l u m i n a e n t e r p r i s e si nh e n a np r o v i n c e k e yw o r d s ：b a u x i t e ；g i b b s i t e ；s i n t e r i n gp r o c e s s ；b a y e rp r o c e s s ； l o w t e m p e r a t u r eb a y e rp r o c e s s 1 i 目录 目录 1 引言1 1 1 研究背景与意义1 1 1 1 研究的背景1 1 1 2 研究的意义4 1 2 研究的内容4 1 3 本文的特色和创新之处5 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产工艺的应用状况7 2 1 世界铝土矿资源现状7 2 1 1 世界铝- 十矿概况7 2 1 3 世界铝十矿产量情况1 0 2 2 我国铝土矿资源现状分析1 1 2 2 1 我国铝_ 十矿资源分布现状及特点1 1 2 2 2 我国的铝土矿资源将极度匮乏1 3 2 3 国内外低温拜耳法的应用现状1 4 2 3 1 低温拜耳法在国外的应用现状1 4 2 3 2 低温拜耳法在国内的应用现状1 6 3 河南省低温拜耳法氧化铝生产工艺比较分析1 7 3 1 河南省铝土矿资源现状1 7 3 1 1 河南省铝土矿的特征1 7 3 1 2 河南省铝十矿开发现状1 8 3 1 3 河南省铝士矿开发存在的问题2 l 3 2 河南省氧化铝生产工艺的现状2 2 3 2 1 河南省氧化铝行业的政策环境2 2 目录 3 2 2 河南省氧化铝的产能和产量2 3 3 2 3 河南省氧化铝工艺现状一2 4 3 2 4 河南省氧化铝企业的主要技术经济指标2 8 3 3 河南省烧结法、普通拜耳法与低温拜耳法的比较2 9 3 3 1 河南省烧结法生产工艺2 9 3 3 2 河南省普通拜耳法生产工艺3 i 3 3 3 河南省低温拜耳法生产工艺3 3 3 3 4 河南省三种工艺的对比分析3 5 4 河南省低温拜耳法生产的成本分析3 6 4 1 进口三水铝石的成本分析3 6 4 1 1 我国三水铝石进口情况3 6 4 1 2 河南省三水铝石进口价格分析3 8 4 2 其他原料分析4 0 4 2 1 液碱分析4 0 4 2 3 石灰等其他材料分析4 2 4 3 生产能耗及成本敏感性分析4 2 4 3 1 生产能耗分析4 2 4 3 2 生产成本的敏感性分析4 3 5 河南省低温拜耳法生产工艺的效益分析4 6 5 1 烧结法生产工艺的效益分析4 7 5 2 普通拜耳法生产工艺的效益分析4 7 5 3 低温拜耳法生产工艺的效益分析4 8 5 4 三种生产工艺的效益对比分析4 9 5 4 i 环保效益分析4 9 5 4 2 能耗效益分析5 0 5 4 3 投资效益分析5 0 5 4 4 经济效益分析5 1 i v 5 3 6 1 河南省低温拜耳法的现阶段应用和前景5 3 6 2 有待进一步研究的问题5 4 6 2 1 国外铝土矿的资源整合，完善铝行业产业链5 4 6 2 2 赤泥综合利用问题5 4 6 2 3 氧化铝高端产品的研发5 4 参考文献5 6 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果5 8 致谢5 9 v 1 引言 1 引言 河南省是我国铝工业大省，氧化铝产量居全国首位。目前省内产量最大的 生产工艺为普通拜耳法。但是随着铝工业的快速发展、铝土矿的过度开发导致 国内和省内铝土矿资源的匮乏，国产铝土矿的匮乏已经成为河南省内铝工业发 展的瓶颈。而世界铝土矿储量最大的为三水铝石矿，储量占世界的8 6 ，产量占 6 5 。利用三水铝土矿生产氧化铝的低温拜耳法工艺在全球的应用十分普遍，占 世界氧化铝产能的6 0 。在河南省逐渐推广低温拜耳法，可以缓解河南省十二五 节能减排目标，减小环境保护压力。本章仔细分析本文的研究背景和意义，并 介绍研究的内容和框架，在分析国内外研究的基础上提出本文的特色和创新之 处。 1 1 研究背景与意义 本节主要介绍本文的研究背景与选题意义，河南省氧化铝工业面临巨大的 可持续发展的难题铝土矿的日益匮乏。而利用世界上产量最大的进口三水 铝石的低温拜耳法在河南省的产量相对较小。所以研究在河南省普及低温拜耳 法就显得十分必要和及时。 1 1 1 研究的背景 铝工业是我国国民经济和社会发展的支柱产业，而铝土矿资源是铝工业发展 的基础，铝工业的持续快速发展需要消耗大量的铝土矿资源。近些年来，我国 铝工业长期维持在1 0 以上的增长速度，是世界平均速度的3 5 倍，有效地支撑 了我国国民经济的发展。2 0 0 8 年，我国成产氧化铝2 2 7 8 万吨、电解铝1 3 1 8 万 吨、铝材1 4 2 7 万吨。我国生产的氧化铝连续2 年，电解铝连续8 年，铝材加工 连续4 年居世界第一位。至2 0 1 0 年，我国氧化铝年产能达到4 3 0 0 万吨。其中 中国铝业随着遵义分公司8 0 万吨和重庆分公司8 0 万吨的投产产能将达到1 3 0 0 万吨。于此形成鲜明对比的是，截止2 0 0 8 年，我国已探明的铝土矿资源量仅占 世界的2 8 ，而铝土矿产量却逐年提高，从2 0 0 4 年占全球比重的9 4 一直上 1 引言 升到2 0 0 8 年占全球比重的1 7 1 ，上述数据表明我国铝土矿资源的数量和速率 远高于世界其他国家。铝土矿资源的不足，将成为制约我国氧化铝工业可持续 发展的关键因素。 截止2 0 0 9 年，我国铝土矿基础储量大约为7 o o 亿吨，大部分为一水硬铝 石，各主要地区占据基础储量比例分别为：贵州2 8 2 ，河南2 7 7 ，广西1 8 o ， 山西1 5 4 ，这四个地区基础储量共计6 7 1 亿吨，占全国基础储量的8 9 3 。 铝土矿的开采形式一般有三种：一是国有企业自建矿山；二是国有企业和地方 政府合建矿山；三是乡镇、村庄个体采矿。但是“每收购1 吨民采富矿，就要 消耗8 到1 0 吨铝土矿储量”。哺1 河南省2 0 0 8 年氧化铝产量8 5 7 万吨、电解铝3 2 8 万吨，分别占国内产量的 3 7 9 和2 4 9 均居全国第1 位；铝加工产量达到2 7 1 万吨，居全国第2 位。 铝工业是河南省有色金属行业的主导产业，目前已经形成以铝土矿、氧化铝、电 解铝和铝加工为主线，发电、炭素、氟化盐等辅助产业配套齐全的完整产业链，郑 洛工业走廊形成了国内最大的铝工业集聚区。河南省2 0 1 0 年重点氧化铝企业产 能及生产工艺。( 见表1 1 ) 表1 1 河南省重点氧化铝企业产能及生产工艺 氧化铝厂产能生产工艺 中铝河南分公司 2 0 0 烧结法、普通拜耳法、低温拜耳法 中铝中州分公司 2 0 0烧结法、普通拜耳法、低温拜耳法 东方希望( 三门峡) 望铝业有限公司 2 5 0 普通拜耳法 开曼铝业( 三门峡) 有限公司 1 8 0 普通拜耳法 洛障1 香江万基铝业有限公司 8 0 普通拜耳法 河南有色汇源铝业有限公司 4 0 普通拜耳法 河南中美铝业有限公司 4 0普通拜耳法 三门峡义翔铝业有限公司6 0普通拜耳法 其他企业 3 8 烧结法、低温拜耳法 合计 1 0 8 8 根据2 0 1 0 年统计数据 河南省铝土矿保有资源储量为4 5 9 亿吨( 其中1 4 4 亿吨因为开采难度太 大难以利用) ，资源储量7 亿吨。以目前河南省1 0 8 8 万吨的氧化铝产能计算， 2 按目前回采率4 7 6 计， 实际年消耗4 5 7 1 4 万吨。 静态预测3 1 5 o 4 5 7 1 = 6 8 9 ( 年) 河南省铝土矿基础储量只能支撑7 年左右的需求。 照此发展下去，到“十二五”末，河南省氧化铝工业将面临无米下炊的局 面。河南省铝土矿是我国开采量最大的省份，形成了民采矿为主，联办矿为辅， 国有矿山基本停产的局面。河南铝土矿为一水硬铝石矿，铝土矿具有高铝、高 硅、低铁等特性。河南现有三个国有矿山基本处于停止开采的状态，4 5 0 多个民 办矿点进行掠夺式开采，采富弃贫，采易弃难，对资源和环境造成很大浪费和 破坏，根据河南省矿协2 0 0 6 年的调查，河南省内大型矿回采率平均为8 0 2 3 ， 小型矿只有4 7 6 。所以铝土矿资源的储备是河南省氧化铝企业可持续发展必须 面对的难题，氧化铝企业未来的竞争就是铝土矿资源的竞争，谁拥有了铝土矿 资源，谁就赢得了企业的未来发展。 世界铝土矿资源探明储量在2 0 0 9 年为2 7 0 亿吨( e l e eb r a y ，2 0 0 6 ) 。世 界上按照铝土矿的矿床按照其下基岩性质不同，可分为风化红土型( 简称红土 型) 铝土，岩溶沉积型( 简称岩溶型) 铝土矿和沉积型铝土矿。其中红土型铝 土矿的资源储量约占直接总储量的8 6 ( 张莓，2 0 0 5 ) ，矿石产量约占世界铝土 矿产量的6 5 ，主要分布在南北纬3 0 。线间的热带和亚热带地区的大陆边缘的近 海平原、中低高低、台地和岛屿上( 刘中凡，2 0 0 1 ) 。储量规模大于1 0 亿吨的 红土型铝土矿区都是容易开采的露天矿区，分布于澳大利亚、印度尼西亚、几 内亚、巴西、塞拉利昂、喀麦隆、越南和印度( b a e r d u o x i n e ta 1 1 9 9 4 ) 。 红土型铝土矿主要成分为三水铝石，适应的生产工艺为低温拜耳法。 目前世界上工业化生成氧化铝主要方法有两种：烧结法和拜耳法。而拜耳 法可以分为普通拜耳法( 矿石为一水硬铝石) 、低温拜耳法( 矿石为三水铝石) 。 烧结法在河南省主要有中国铝业下属河南分公司和中州铝业，产能有3 0 0 万吨， 目前由于能耗高、污染大、成本高，基本处在停产状态。河南省氧化铝目前主 要产能为普通拜耳法，产能约为6 7 0 万吨，主要企业有东方希望，开曼铝业， 香江万基等。而低温拜耳法目前在河南省主要集中在中国铝业下属两个氧化铝 厂，均在原来烧结法的基础上进行改造，利用原烧结法设备改造以满足低温拜 耳法生产的需要。山东省最大的氧化铝企业茌平信发集团( 年产能5 0 0 万吨) 3 1 引言 和魏桥创业集团( 年产能2 6 0 万吨) 全部是利用进口三水铝石矿的低温拜耳法 生产工艺。 1 1 2 研究的意义 随着河南省铝土矿的过度开发和利用，河南省氧化铝企业的可持续发展之路 面临危机。如何解决铝土矿资源问题是每个氧化铝企业即将或已经面临的难题。 山东信发铝业、魏桥创业、中州铝业的发展之路为河南氧化铝企业指明了一条 道路：利用进v i z 水铝石矿进行低温拜耳法生产。进行低温拜耳法生产，一、 有利于氧化铝企业降低制造成本，增加效益。二、有利于减少省内铝土矿的开 采，保护环境。三、有利于河南省氧化铝企业的可持续发展。四、有利于省内 氧化铝企业走出去，做大做强。 1 2 研究的内容 本文以成本分析和效益分析为理论基础，借鉴澳大利亚、美国、山东省的 低温拜耳法氧化铝生产的成功实践，对河南省低温拜耳法氧化铝生产工艺的应 用进行了系统地研究。首先，在分析世界铝土矿资源的区域分布、赋存量、成 份和品质状况的基础上，探讨了我国的铝土矿资源和河南省内的铝土矿资源状 况。通过国内外低温拜耳法的应用现状，对河南省三种氧化铝生产工艺烧结法、 普通拜耳法和低温拜耳法进行了对比分析。进而，利用进口三水铝石成本分析、 生产能耗分析、生产成本敏感性分析，提供了低温拜耳法生产工艺的成本分析。 通过烧结法、普通拜耳法和低温拜耳法效益的对比分析，指出了低温拜耳法在 河南省的应用前景以及相应的实施策略。 本文共分为六章，主要内容如下： 第一章引言分析低温拜耳法在河南省应用的背景，提出为什么要在河 南省推广低温拜耳法氧化铝生产工艺，应用的价值和前景。并列出本文的研究 框架，之处本文的研究方法和创新之处。 第二章国内外低温拜耳法的应用状况本章研究世界铝土矿资源的分 布、存量、产量和特点，分析了中国铝土矿的进口状况。并对我国铝土矿资源 的情况和特点进行分析。对国内外低温拜耳法的应用状况进行分析。 4 1 引言 第三章河南省低温拜耳法氧化铝生产工艺比较分析本章通过对河南省 铝土矿的特征、产量、开发存在的问题进行研究，表明河南省和我国铝土矿正 面临着枯竭的地步。分析河南省氧化铝行业的政策环境和环境优势，仔细调研 氧化铝企业的产能、产量以及工艺现状和主要技术经济指标。又分析了国内外 低温拜耳法的应用现状，然后对河南省内三种生产工艺进行对比分析。 第四章河南省低温拜耳法生产工艺的成本分析通过对低温拜耳法最主 要原料三水铝石和其他原料的成本分析，得出低温拜耳法成本的优劣势。然后 通过生产能耗分析，对其是否符合国家产业政策进行分析。最后通过生产成本 的敏感性分析，指出各生产要素在总成本中的比重和敏感系数。 第五章河南省低温拜耳法生产工艺的效益分析通过对河南省内三种生 产工艺的效益分析和效益对比分析，总结出三种生产工艺在环保、能耗、投资、 经济上的差别 第六章结论及有待进一步研究的问题本章指出低温拜耳法在河南省的 应用前景和本文需要经一部研究的问题。 1 3 本文的特色和创新之处 本文充分分析河南省氧化铝行业现状，并根据已经投产的低温拜耳法氧化铝 工艺，对其在河南省的应用进行分析，以解决河南省氧化铝行业的可持续难题。 本文的研究特色和创新之处如下： 1 通过国内外低温拜耳法的应用现状，对河南省三种氧化铝生产工艺烧结 法、普通拜耳法和低温拜耳法进行了对比分析。仔细分析三种生产工艺在环境 保护、综合能耗、投资效益、经济效益方面存在的差距，对低温拜耳法在河南 省的应用指出其长处和不足。 2 利用成本敏感性分析和对比分析等方法，提供了低温拜耳法生产工艺的 成本分析及效益分析。 3 指出了河南省低温拜耳法的应用前景以及实施策略。低温拜耳法在成本 和效益上大幅度优于烧结法。相对于普通拜耳法而言，在成本上具有一定不足， 并指出解决办法。但是从环境保护和企业的可持续发展上来说，低温拜耳法代 表了未来的发展方向。 5 1 引言 本文的研究为河南省氧化铝企业提供了一套低温拜耳法氧化铝生产工艺的 成本效益分析及应用策略。该策略不仅有利于氧化铝企业降低制造成本，增加 效益，有利于减少省内铝土矿的开采，保护环境。而且为河南省氧化铝企业的 可持续发展提供了途径。同时为河南省氧化铝企业走出去提供一种思路，不再 依靠河南省铝土矿的资源而发展河南省的氧化铝企业，并向下游延伸打造完善 的产业链条。 6 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产工艺的应用状况 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产工艺的应用状况 本章主要分析世界铝土矿资源现状、中国铝土矿资源现状和河南省铝土矿 资源现状，通过研究表明中国产的一水硬铝石矿正在迅速减少并且占世界储量 和产量和很小一部分，成为制约河南省氧化铝企业发展的瓶颈。 2 1 世界铝土矿资源现状 世界上储量和产量最大的是三水铝石矿，而三水铝石主要分布在非洲、大 洋洲、南美洲。在我国附近的印度、印度尼西亚和越南也有较大储量。 2 1 1 世界铝土矿概况 世界铝土矿资源丰富，资源保证度很高。按世界铝土矿现产量计算，静态 保证年限在2 0 0 年以上。世界主要铝土矿生产国近五年来的储量和产量变化表 见表2 1 。2 0 0 8 年世界资源储量和基础储量分别为2 7 0 亿吨和3 8 0 亿吨。其中 几内亚铝土矿储量为7 4 亿吨，居世界第一位；澳大利亚铝土矿储量为5 8 亿吨， 居世界第二位，上述两个国家铝土矿储量约占世界储量的4 8 9 。其次铝土矿储 量较大的国家有越南2 1 亿吨、牙买加2 0 亿吨、巴西2 0 亿吨、印度7 7 亿吨、 中国7 亿吨、圭亚那7 亿吨、希腊7 亿吨、苏旱南5 8 亿吨、哈萨克斯坦3 6 亿吨、委内瑞拉3 2 亿吨、俄罗斯2 亿吨、美国0 2 亿吨，上述1 4 个国家占世 界铝土矿总储量的8 6 5 。铝土矿在世界范围内的赋存情况见图2 1 。 数据来源：中华地质调查局 图2 1 世界铝土矿矿床分布 7 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产工艺的应用状况 表2 1 主要铝十矿资源国资源情况 所在区主要资 域 国家储量( 万吨)矿石类型 a l 。0 。含量 源类型 大洋洲澳大利哑 5 8 0 0 0 0 红上型三水铝石一水软铝石2 5 2 8 越南 2 1 0 0 0 0 红十型= 水锚石一水硬锅石4 4 4 5 3 2 3 老挝 2 0 0 0 0 红土型= 水锅石一水硬钳石4 9 7 左右 印度 7 7 0 0 0 红l 型 = 7 k 锅石 4 0 8 0 洲 哈萨克斯坦 3 6 0 0 0 岩溶型 二7 k 锅石 4 0 、4 4 印尼3 5 0 0红土型 水钭石 3 8 1 、5 9 7 中国7 0 0 0 0岩溶型 一水硬锚石 5 0 7 0 俄罗斯2 0 0 0 0沉积型 一水硬铝石一水软铝石 3 6 6 5 欧洲 希腊 6 0 0 0 0 岩溶型一水硬锅石一水软铝石 几内亚 7 4 0 0 0 0 红十型水铝石一水软铝石 4 0 、6 0 喀麦隆 8 0 0 0 0 红十型4 3 4 7 巴西 1 9 0 0 0 0 红上型 = 7 k 锅石 3 2 6 0 非洲 弓里 1 0 0 0 0 0 ( 估值)红上型 莫桑比克6 1 3红土型 2 0 0 0 3 0 8 资料来源：美国地调局、c n k i 、中国地质调查局、紫金勘探报告等整理形成 2 1 2 世界铝土矿矿床种类及分布 世界铝土矿矿床赋存状态，以其下伏基岩性质可分为三种类型：红土型铝 土矿床，岩溶型铝土矿床，沉积型铝土矿床。红土型和岩溶型铝土矿床中的三 水铝石型和三水铝石一水软铝石混合型铝土矿合计储量占世界总储量的9 0 以 上。 1 ) 红土型铝土矿床 红土型铝土矿床，是由下伏铝硅酸盐岩，在热带和亚热带气候条件下，经 深度化学风化作用而形成的与基岩呈渐变过渡关系的残积矿床。此类型矿床储 量占世界总储量的8 6 。其矿石产量占世界铝土矿产量的6 5 。 红土型矿床全球分带形明显。主要赋存于南、北纬3 0 0 线间范围内的大陆边 缘的近海平原、中低高地、台地和岛屿上。在空间上，自西向东形成三个大的 8 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产工艺的应用状况 红土型铝土矿矿带：西部矿带布于中美洲；中部矿带布于非洲西南部；东部矿 带位于亚洲与大洋洲相邻连接地带的印度、越南、印度尼西亚和澳大利亚。 世界大型超大型铝土矿矿床2 5 个，矿床类型均为形成于新生代的红土型铝 土矿床。主要分布于越南、印度、印度尼西亚、几内亚、喀麦隆、澳大利亚、 牙买加等过。 红土型铝土矿床，主要由三水铝石型和三水铝石一一水软铝石混合型组成， 矿石以中铝、低硅、高铝硅比、高铁、容易开采为特征，以低溶出温度为工艺 特征，属于氧化铝生产的优质原料，适宜低温拜耳法工艺生产氧化铝。 2 ) 岩溶型铝土矿床 岩溶型铝土矿床，是覆盖在灰岩、白云岩等碳酸盐凸凹不平岩溶面上的铝 土矿床。此类矿床与基岩呈不整合或假整合关系，其矿体系古红土风化壳被剥 蚀、长距离( 3 0 4 0 k m ) 搬运、沉积于岩溶地形中的产物。此类矿床储量占世界 总储量的1 3 。主要赋存于红土型铝土矿带的北面北纬3 0 ”6 0 0 间及附近的温带 地区，主要分布于南欧和加勒比海地区，中国的大部分铝土矿床属于此类型。 岩溶型铝土矿的矿石类型受制于成矿时代和产出地域而多样化。中国岩溶 型铝土矿以一水硬铝石为主，主要产于古生代，矿石以高铝、高硅、低铁、中 等铝硅比为特征，使用高成本的烧结法工艺生产氧化铝或者使用普通拜耳法。 而地中海和加勒比海地区的岩溶型铝土矿既有中生代的一水软铝石，也有 新生代三水铝石及各种混合型，多为良好的铝工业原料。 3 ) 沉积型( 齐赫文型) 铝土矿床 沉积型( 齐赫文型) 铝土矿床，是覆盖在铝硅酸盐岩剥蚀面上的碎屑沉积 铝土矿床。矿床与下伏基岩一般呈不整合接触，没有直接成因关系，成矿物质 是从远方红土风化搬运来的。此类矿床存在于温带，典型的沉积型铝土矿床产 于俄罗斯齐赫文市附近，故而得名，常见于俄罗斯地台、乌拉尔山脉，中国、 美国也有分布。此类矿床一般规模较小，主要由一水硬铝石和一水硬铝石一水 软铝石混合型铝土矿组成，矿石质量较差，其储量仅占世界总储量的1 ，工业 意义不大。 9 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产1 = 艺的应用状况 2 1 3 世界铝土矿产量情况 世界各国铝土矿近年铝土矿生产情况见表2 2 ，从表中可以看出中国铝土矿 储量为7 5 亿吨只占世界铝土矿储量的2 8 ，但是2 0 0 8 年的产量为3 5 0 0 万吨 占世界产量的1 7 1 居世界第二位仅次于澳大利亚的6 1 4 0 万吨，属于资源过 度开发，中国铝工业的可持续发展前景堪忧。澳大利亚、中国、巴西、几内亚、 牙买加、印度6 个国家的铝土矿产量占世界产量的8 3 ，世界铝土矿生产的集中 度非常高。中国周边国家如印度尼西亚、越南、老挝等国家增加了勘探力度， 其丰富的铝土矿资源蕴藏量逐渐得到世界各国的重视，三个国家铝土矿资源储 量总量可达1 2 0 亿吨。因其便于露天开采，并且铝土矿质量高，为其国家的经 济带来强大的推动力，也为我国氧化铝企业走出去开发铝土矿资源提供了便利 条件。 表2 2 世界主要铝十矿生产国近五年来的储量和产量变化表 铝十矿年产能( 百力吨) 储量基础储量 国家 2 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 8 ( 亿吨)( 亿吨) 澳大利哑 5 6 66 06 2 36 2 46 1 46 27 9 巴两1 8 51 9 82 12 4 82 21 92 5 中国 1 51 82 13 03 57 52 3 希腊2 4 42 4 52 4 52 2 22 2 266 5 几内亚1 6 1 5 1 4 51 81 8 57 48 6 圭弧那 1 51 51 41 62 179 印度1 1 31 21 2 71 9 22 1 27 71 4 牙买加1 3 31 4 1 1 4 91 4 61 4 2 02 5 哈萨克斯 坦 4 74 84 84 84 93 64 5 俄罗斯 66 46 66 46 322 5 苏里南 4 0 54 5 84 9 24 95 2 5 86 委内瑞拉 5 55 95 55 95 53 23 5 越南 0 o00 0 3 o 0 32 15 4 其他国家4 0 7 4 6 2 的5 4 6 7 1 5 6 5 53 2 3 8 全球总最 1 5 8 9 61 6 9 1 51 7 7 5 32 22 0 4 92 7 0 83 7 6 中国占全 球比重 9 4 0 9 6 1 0 6 0 1 1 8 0 1 4 9 0 1 7 1 0 2 8 0 6 1 0 9 6 数据来源予u s g s m i n e r a lc o m m o d i t ys u m m a r i e s2 0 0 6 2 0 1 0 ，储量和基础储量数据截至2 0 0 9 年 1 0 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产丁艺的应用状况 2 2 我国铝土矿资源现状分析 我国铝土矿资源分布相对比较集中，相对于世界上2 5 0 亿吨的铝土矿储量 我国属于铝土矿比较短缺的国家。由于我国铝工业的高速发展，铝土矿需要量 日益扩大，我国铝土矿的对外依存度急剧攀升，我国将成为铝土矿资源极度匮 乏的国家。 2 2 1 我国铝土矿资源分布现状及特点 我国铝土矿资源分布相对比较集中，山西4 1 6 、贵州1 7 1 、河南1 6 7 、 广西1 5 5 四省占全国总储量的9 0 9 ，其余拥有铝土矿的1 6 个省、自治区、直 辖市储量合计仅占全国总储量的9 1 。我国各省铝土矿情况见表2 - 3 。铝土矿 在全国的赋存情况见图2 2 。 表2 3 中国主要产铝土省区矿保有资源储量 地区保有储量( 万吨)基础储量( 万吨)资源量( 万吨)资源总量( 万吨) 山两1 0 3 6 4 2l1 3 6 4 38 7 7 1 6 29 9 0 7 9 5 j “两 1 0 8 1 9 21 3 6 6 8 13 7 4 7 7 85 1 1 4 5 9 贵州 1 5 5 2 3 42 1 6 2 4 82 0 6 3 3 44 2 2 5 8 2 河南 1 2 5 2 9 11 6 1 9 4 32 0 8 5 0 53 7 0 4 4 8 重庆 2 7 3 2 13 6 3 9 11 8 1 7 65 4 5 6 7 山东 1 0 1 96 6 7 84 0 6 5 74 7 3 3 5 云南 4 1 2 76 4 9 63 6 0 0 44 2 5 0 河北 3 9 4 72 6 5 1 23 0 4 8 92 9 5 6 1 合计 5 2 8 7 7 37 0 4 5 9 21 7 9 2 1 0 52 4 6 9 2 4 7 图2 2 中国铝十矿资源潜力分布图 我国铝土矿资源特点： 1 中国铝土矿中型矿床居多( 5 0 0 “2 0 0 0 万吨) 。储量大于2 0 0 0 万吨的大型矿 床共有3 1 个，其拥有储量占全国总储量的4 9 ；储量在2 0 0 0 5 0 0 万吨的中 型矿床共有8 3 个，其拥有储量占全国总储量的3 7 ，大、中型矿床合计占 到8 6 。( 据中国地质调查局，2 0 0 8 ) 。 2 我国铝土矿的质量比较差，加工困难、能耗大的一水硬铝石型矿石占全国总 储量的9 8 以上。在保有储量中，一级矿石( a 1 2 0 3 6 0 “7 0 ，a i s i 1 2 ) 只 占1 5 ，二级矿石( a 1 2 0 3 5 1 “7 1 ，a i s i 9 ) 只占1 7 ，三级矿石 ( a 1 2 0 3 6 2 “6 9 ，a i s i 7 ) 占1 1 3 ，四级矿石( a 1 2 0 3 6 2 a i s i 5 ) 占2 7 9 ，五级矿石( a 1 2 0 3 5 8 ，a i s i 4 ) 占1 8 ，六级矿石( a 1 2 0 3 5 4 ， 1 2 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产t 艺的应用状况 a i s i 3 ) 占8 3 ，七级矿石( a 1 2 0 3 4 8 ，a i s i 6 ) 占1 5 ，其余为品级 不明的矿石。 3 我国铝土矿按成因类型主要分为红土型和岩溶型两类，以岩溶型为主。与国 外红土型铝土矿不同的是，我国铝土矿常共生和伴生有多中矿产。在铝土矿 分布区，上履层常产有工业煤层和优质石灰岩。在含矿岩系中共生有半软质 粘土、硬质粘土、铁矿和硫铁矿。铝土矿矿石中还伴生有镓、钒、锂、稀土 金属、铌、钽、钛、钪等多种金属元素。在有些地区，上述共生矿产往往和 铝土矿在一起构成具有工业价值的矿床。氧化铝生产中镓、钒、钪等具有很 高的回收价值。河南三门峡东方希望铝业，在氧化铝生产的母液中提取金属 镓，年产能可以达到4 0 吨，创造效益1 8 亿。 4 我国铝土矿资源适合露天开采的矿床不多，据统计只占全国总储量的3 4 。 2 2 2 我国的铝土矿资源将极度匮乏 根据中国有色金属工业协会统计，2 0 0 8 年我国铝土矿产量为3 2 0 0 万吨，比 上年增长6 7 。随着近年中国氧化铝工业的高速扩张，铝土矿资源保障问题愈 发突出。进入2 0 0 8 年后，铝土矿供应紧张，质量急剧下滑，价格大幅飙升。 虽然我国已探明铝土矿资源储量截止2 0 0 6 年为2 7 7 6 亿吨左右，而且随着 勘探手段的提高在河南、重庆、广西、山西、贵州等地区发现有大量的铝土矿 资源储备，提升了我国铝土矿资源总量和可开发量。可是，仅占全球2 5 0 亿吨 铝土矿工业储备1 1 。中国铝土矿的资源明显短缺，铝行业发展面临巨大挑战。 中国铝土矿资源主要为一水硬铝石型铝土矿，属于高铝高硅低铁难溶矿石，冶 炼成本相对较高。由于资源禀赋不佳，中国铝土矿资源分布状况差强人意，矿 质质量较差。据有关部门的预计，按照中国目前的氧化铝产能，中国现有铝土 矿资源量在1 0 年之内就可能枯竭。到海外寻求铝土矿资源供应已经成为中国铝 工业的当务之急。除了努力保持与原有的印度尼西亚、印度、澳大利亚的铝土 矿供应外，中国应该积极开拓地缘优势比较强的中南半岛国家( 如老挝、越南 等) 的铝土矿资源。 1 3 2 国内外低温拜耳法氧化铝生产工艺的应用状况 2 3 国内外低温拜耳法的应用现状 2 3 1 l 氐温拜耳法在国外的应用现状 目前澳大利亚是世界上最大的氧化铝出口国家。澳大利亚蕴藏的铝土矿资 源有超过3 0 亿吨的商业品级矿石，基础储量为7 0 亿吨，占全球基础储量的 2 0 5 9 ，居世界第二位，铝土矿均为三水铝石型或一水软铝石型。主要的铝 土矿区分别位于昆士兰州北部约克角( c a p ey o r k ) 半岛的韦帕( w e i p a ) 区，北领 地州戈吾半岛的戈吾( c o v e ) 区，以及西澳州珀斯附近的达令区和米切尔高地 ( m i t c h e 1 p l a t e a u ) 。因各矿区矿藏层较浅，所以均采用露天方式开采，5 大矿 区铝土矿年产能为6 1 1 0 万吨。 表2 4 澳大利亚主要矿区铝土矿情况 亨特利博丁顿那巴尔科 威洛代尔 矿名 韦帕( w e i p a ) ( i e i l l o w ( h u n t l y ) ( b o d in g t o n )( n a b a l c o ) d e l e ) 地理位置帕斯昆士兰帕斯戈夫帕斯 所属公司美铝科马尔科美铝 加铝 荚铝 产能 2 0 0 0 1 3 5 01 1 0 08 0 08 6 0 三水一一水 矿 矿石类型 三水铝石三水一一水软铝石三水铝石三水铝石 软铝石 石 a 1 2 0 3 t c a 3 7 3 85 4 93 7 3 85 0 23 7 3 8 类 a 1 2 0 3 t a a3 0 3 24 8 5 03 0 3 24 6 4 83 0 3 2 型 s i 0 ：t